GADD45β通过SIRT1/AMPK/SREBP1轴抑制肝脏脂肪生成：MASLD治疗新靶点

本研究针对代谢功能障碍相关脂肪肝病（MASLD）中肝脏脂肪异常堆积的机制，揭示了应激反应蛋白GADD45β通过直接结合SIRT1并抑制其泛素化降解，进而激活AMPK/SREBP1通路抑制脂肪生成的新机制。研究人员通过动物模型和细胞实验证实，GADD45β缺失会加剧肝脂肪变性，而其过表达则能逆转这一过程。该发现不仅阐明了GADD45β/SIRT1/AMPK轴在脂代谢中的核心调控作用，更为MASLD的靶向治疗提供了新思路。

在全球范围内，代谢功能障碍相关脂肪肝病（MASLD）的患病率已超过25%，成为最常见的慢性肝病之一。这种疾病以肝细胞内过度脂质堆积为特征，可从单纯性脂肪肝进展为脂肪性肝炎、肝纤维化甚至肝硬化。尽管肥胖、胰岛素抵抗和代谢综合征被公认为MASLD的主要危险因素，但其具体的分子机制尚未完全阐明。尤其令人困惑的是，应激反应蛋白如何调控肝脏脂肪生成过程，这一科学问题亟待深入探索。

近日，上海交通大学医学院附属第六人民医院内分泌代谢科魏丽教授团队在《Scientific Reports》上发表的研究，首次揭示了生长停滞和DNA损伤诱导蛋白45β（GADD45β）通过稳定SIRT1蛋白抑制肝脏脂肪生成的新机制。该研究不仅阐明了GADD45β/SIRT1/AMPK信号轴在MASLD发病中的关键作用，还为开发新的治疗策略提供了潜在靶点。

研究人员首先通过生物信息学分析发现，在人类MASLD和代谢功能障碍相关脂肪性肝炎（MASH）患者的肝组织中，GADD45β的mRNA表达水平显著降低。这一发现在蛋氨酸-胆碱缺乏（MCD）饮食诱导的小鼠MASLD模型中得到验证，表明GADD45β下调与疾病严重程度相关。

为探究GADD45β在MASLD中的具体功能，研究团队构建了肝脏特异性GADD45β敲低的小鼠模型。结果显示，GADD45β缺失显著加剧了MCD饮食诱导的肝脂肪变性，表现为肝重、肝指数和肝甘油三酯（TG）含量增加，油红O染色显示脂滴积累更为严重。尽管血清TG、总胆固醇（TC）、丙氨酸氨基转移酶（ALT）和天冬氨酸氨基转移酶（AST）水平无显著变化，但γ-谷氨酰转移酶（γ-GT）的升高提示肝损伤加重。

在分子机制层面，GADD45β敲低显著上调了脂肪生成关键基因的表达，包括固醇调节元件结合蛋白1（SREBP1）、脂肪酸合酶（FASN）和乙酰辅酶A羧化酶1（ACC1）。相反，在棕榈酸（PA）诱导的HepG2细胞脂肪变性模型中，GADD45β过表达有效抑制了脂质积累和脂肪生成相关基因的表达。

研究人员进一步探索了GADD45β调控脂肪生成的下游信号通路。结果表明，GADD45β通过调节SIRT1/AMPK通路影响SREBP1的活性。GADD45β敲低显著降低SIRT1蛋白水平和AMPK磷酸化水平，而GADD45β过表达则产生相反效果。通过SIRT1敲低和AMPK抑制剂（Compound C）处理实验，研究团队证实GADD45β确实通过SIRT1/AMPK轴抑制SREBP1介导的脂肪生成。

最为创新的是，本研究揭示了GADD45β稳定SIRT1蛋白的新机制。Co-IP实验证实GADD45β与SIRT1存在直接相互作用。进一步研究发现，GADD45β并不影响SIRT1的mRNA表达，而是通过抑制SIRT1的泛素化降解来延长其半衰期。蛋白酶体抑制剂MG132处理和泛素化Co-IP实验表明，GADD45β过表达显著抑制PA诱导的SIRT1泛素化，从而增强SIRT1蛋白稳定性。

本研究采用的关键技术方法包括：通过基因表达综合（GEO）数据库分析人类MASLD样本中GADD45β表达；使用腺相关病毒（AAV8）介导的肝特异性GADD45β敲低小鼠模型；棕榈酸（PA）诱导的HepG2细胞脂肪变性模型；蛋白质印迹、免疫组化、qRT-PCR等分子生物学技术；以及Co-IP、CHX追踪、MG132抑制等蛋白稳定性实验。

肝组织中GADD45β表达在MASLD中降低

通过对GSE48452和GSE33814两个MASLD数据集的分析，发现GADD45β在MASLD和MASH患者肝组织中的mRNA表达水平均显著下调。在MCD饮食喂养的小鼠模型中，GADD45β的mRNA和蛋白表达水平也明显降低，与人类数据相互印证。

0.05，P<0.05，P<0.01，**P<0.001。'>

肝脏GADD45β敲低加剧MCD饮食喂养小鼠的脂肪性肝炎

通过尾静脉注射携带GADD45β短发夹RNA的腺相关病毒，成功构建肝特异性GADD45β敲低小鼠模型。尽管体重无显著变化，但GADD45β敲低组小鼠的肝重、肝指数和肝TG含量均显著增加。H&E和油红O染色显示GADD45β缺陷小鼠肝脏脂肪变性明显加重，血清γ-GT水平升高表明肝损伤加剧。

肝脏GADD45β敲低增加MCD饮食喂养小鼠肝脏脂肪生成基因表达

GADD45β敲低显著上调了肝脏脂肪生成相关基因SREBP1、FASN和ACC的mRNA和蛋白表达水平，而对脂肪酸氧化、脂肪酸转运和脂解相关基因的表达无影响。这表明GADD45β主要通过调节脂肪生成途径影响肝脏脂质代谢。

GADD45β抑制PA诱导的肝细胞脂肪变性和脂肪生成

在细胞水平上，GADD45β过表达显著抑制了PA诱导的HepG2细胞脂质积累和TG含量增加，同时下调SREBP1、ACC1和FASN的表达。相反，GADD45β敲低则加剧了PA诱导的脂肪变性和脂肪生成基因表达上调，进一步证实了GADD45β在肝细胞脂代谢中的保护作用。

GADD45β通过SIRT1/AMPK/SREBP1通路介导肝细胞脂肪生成

机制研究表明，GADD45β通过调节SIRT1/AMPK通路影响SREBP1活性。GADD45β敲低降低SIRT1表达和AMPK磷酸化水平，而GADD45β过表达产生相反效果。SIRT1敲低实验表明，GADD45β对AMPK活性和SREBP1表达的调节作用依赖于SIRT1。AMPK抑制剂Compound C处理证实，GADD45β确实通过AMPK通路抑制SREBP1介导的脂肪生成。

GADD45β直接与SIRT1相互作用

Co-IP实验证实GADD45β与SIRT1存在直接相互作用。GADD45β过表达不影响SIRT1的mRNA表达，但显著延长SIRT1蛋白半衰期。相反，GADD45β敲低加速SIRT1降解。蛋白酶体抑制剂MG132处理和泛素化Co-IP实验表明，GADD45β通过抑制SIRT1的泛素化降解来维持其稳定性。

GADD45β通过抑制其泛素-蛋白酶体降解促进SIRT1稳定性

蛋白质合成抑制剂CHX追踪实验显示，GADD45β过表达显著延长SIRT1蛋白半衰期。蛋白酶体抑制剂MG132处理进一步证实，GADD45β通过抑制泛素-蛋白酶体途径减少SIRT1降解。泛素化Co-IP实验表明，GADD45β过表达抑制PA诱导的SIRT1泛素化，从而增强SIRT1稳定性。

本研究系统阐明了GADD45β在MASLD发病中的保护作用及其分子机制。研究发现GADD45β通过直接结合SIRT1并抑制其泛素化降解，增强SIRT1稳定性，进而激活AMPK磷酸化，最终抑制SREBP1介导的脂肪生成。这一GADD45β/SIRT1/AMPK轴的发现不仅深化了对肝脏脂代谢调控网络的理解，也为MASLD的治疗提供了新的潜在靶点。

值得注意的是，GADD45β作为应激反应蛋白，在MASLD进程中表达下调，这可能是一种代偿性保护机制的失效。恢复或增强GADD45β表达可能成为未来MASLD治疗的新策略。然而，本研究也存在一定局限性，如PA处理的HepG2细胞主要模拟脂毒性应激而非经典脂肪生成，MCD饮食模型不能强效激活脂肪生成，以及缺乏SREBP1或ACC的遗传拯救实验等。未来需要在临床肝组织、原代肝细胞或类器官模型中进行进一步验证。

总之，这项研究首次揭示了GADD45β通过稳定SIRT1抑制肝脏脂肪生成的新机制，为理解MASLD的发病机制和开发新的治疗策略提供了重要理论基础。随着全球代谢性肝病负担的不断增加，针对GADD45β功能的深入研究有望为这一重大健康问题的解决提供新的思路。